JPH0527088B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は液晶ライトバルブプロジエクタ（投写
器）に関し、特にオイル結合ダイクロイツクを有
する２色の液晶ライトバルブプロジエクタに関す
る。

（従来の技術） この種の既知の液晶ライトバルブの開発は近年
盛んになつており、高品質の大型プロジエクタが
開発されてきた。反射モードの液晶ライトバルブ
は薄膜の多層構造のものであり、この多層構造に
は、液晶層、誘電体ミラー、光阻止層および２枚
の透明電極間に挟持された光感応層が設けられて
いる。偏光された投写ビームをこの液晶層を介し
て誘電体ミラーに当てる。例えば陰極線管によつ
て発生したような低輝度の入力像をこの光感応層
に与えられるので、これによつて、光感応層から
液晶層への電極間の電界をスイツチングして液晶
を作動させている。液晶層を通過すると共に誘電
体ミラーから反射した直線偏向性の投写光を、光
導体上に入射された情報に従つて偏光変調する。
従つて、例えば高解像度の入力像のような複合分
散光を光導電性表面に焦点合せを行なうと、この
像がレプリカに変換され、これが適当な倍率で投
写され、観察用スクリーン上に高輝度の像が形成
される。米国特許第4019807号（D.D.Boswell）、
1977年４月26日発行、には、このような高性能の
反射モード液晶ライトバルブが開示されている。

また、上述タイプの液晶ライトバルブを用いた
グラフイツクデイスプレイプロジエクタが、1979
年発行のSID、国際シンポジウム、技術ダイジエ
スト版（５月）、第22〜23頁の“Application of
the Liquid Crystal Light Valve”に記載され
ている。このデイスプレイシステムは、本願発明
が部分的、しかし必修的ではないが関連している
タイプのものであり、暗青色の背景上に黄−白文
字を有する大型の像を投影するものである。この
システムには、入力像を与える陰極線管と、平行
光束された輝度出力ビームおよび必要な光偏光性
を与える投写光学系と、入力と出力機能のインタ
ーフエイスを行う液晶ライトバルブとから成つて
いる。

このシステムではキセノンアーク灯のような高
出力光源を用い、コリメート用（二平行光束形成
用）および偏光光源を介して液晶ライトバルブを
照射している。このキセノンアーク灯から放射さ
れた火を偏光用主プリズムへ伝達し、ここでこの
光は“Ｓ”および“Ｐ”成分に分離される。この
“Ｐ”成分はこのプリズムを通過し、“Ｓ”成分は
ライトバルブへ向つて反射されるようになる。陰
極線管によつて表示された情報が光フアイバ部に
よつてライトバルブの一側端へ伝達され、これに
よつて、偏光状態を“Ｓ”から“Ｐ”へ変化させ
るようになる。従つて、この光がプリズムを通つ
て伝達され、投写レンズによつてスクリーン上に
結像される。この場合、この主プリズムはアナラ
イザとして機能し、偏光の変調を輝度または強度
の変調に変換するようになる。

（発明が解決しようとする課題） 投写された像の質は一般に輝度、解像度および
コントラストの関数となる。一般に像の質の改善
は、主偏光用プリズムの前方の光学通路中に予偏
光プリズム（prepolarizing prism）を配置する
ことによつて実現される。この予偏光プリズムは
主偏光プリズム（main polarizing prism）にお
ける欠点をいくらか克服するのに役立つものであ
る。しかし、この主偏光プリズムによつて一方の
偏光光線を伝達し、他方の光線を反射する場合、
100％の機能が発揮されるのではなく、不所望な
偏光の光線がライトバルブに到達されると共に、
この光線は変調され、主偏光プリズムを介して投
写レンズに反射されて戻つてしまう欠点がある。
この結果、カラー歪やコントラストおよび解像度
の低下を招くことになる。

コストの点から、予偏光プリズムを主偏光プリ
ズムと同一に設計するので、一般にそれらは同様
の反射および伝達特性を有するものである。これ
ら２つのプリズムを組み合せて用いる場合、加算
効果によつて投写像の質を著しく改善することが
できる。この予偏光プリズムによつて、主偏光プ
リズムを照明するビームから一方の偏光光線を殆
んど除去することができる。従つて主偏光プリズ
ムがビームに作用して不所望な残りの光線を殆ん
ど除去することができる。

また他の応用例として、第２の液晶ライトバル
ブを用いて、強調された情報の表示能力や多種類
の表示が可能となる。しかしながらこの応用例で
は、ライトバルブが光の偏光を必要とするが、予
偏光プリズムによつて除去される偏光が必要な場
合においては予偏光プリズムを使用することは問
題となる。この結果、第２のライトバルブを使用
することは、投写した像の質の点で妥協しなけれ
ばならない欠点がある。

本発明は、オイル結合したダイクロイツクを有
する２チヤネルカラー選択できる予偏光器を提供
するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段およびその作用） 本発明は予偏光ビームスプリツタを含むもので
あり、このビームスプリツタによつて光源からの
光線を予偏光を与えて第１および第２の偏光状態
を有する第１および第２のビームに分割してい
る。第１および第２のダイクロイツク分割器を設
けて、第１ビームから第１色の光線を取り出すと
共に、第２ビームから第２色の光線を取り出して
いる。各分割器から得られた光は偏向されると共
に平行にされた単色ビームとなる。この分割器の
出射光をビーム合成器で単一ビームに再合成し、
この単一ビームを第２のビームスプリツタ（主プ
リズム）へ向けて伝達させる。この主プリズムに
よつて単一ビームを分割すると共に、第２および
第３の孔を介して第１および第２偏光の光を向わ
せる。これら第２および第３の孔に装着された液
晶ライトバルブによつて入射光の偏向状態を変調
して、これを第４の孔へ向わせるための主プリズ
ムへ戻すようにする。このようにして、全体のシ
ステムによつてオイル結合した光学構成を利用し
て２チヤンネル予偏光特性を実現している。

（実施例） 以下図面を参照し乍ら本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明の第１実施例１０を示し、これ
には容器１２が設けられており、この容器１２は
金属、プラスチツク、ガラスまたは他の適当な剛
性材料から製造されている。本例ではガラスであ
る。この容器の寸法は、偏光子が入射光線に対し
予め決められた角度で配置され、この条件の下で
最もコンパクトとなるように決められる。この容
器は1/4インチ厚の壁を有する中空構造である。
また、この容器の外形寸法は、以下に説明するよ
うなこれと組み合せた光学素子の寸法に関連して
決められる。この容器を、屈折率が1.622を有す
る光学的グレードオイルで充満させる。また、他
の屈折率を有するガラスまたはオイルを用いるこ
とができる。この場合他の屈折率のオイルまたは
ガラスを用いることにより後述するように光学素
子の設計を変える必要がある。この容器１２は、
側面１４，１６、背面１８，２０、頂面２２、前
面２４、および下面２６，２８，３０および３２
を有するものである。これら表面１４〜３２には
溝、ポストまたは特殊な接着剤（図示せず）が設
けられ、これらは光学素子を適当な配列で維持し
たり、これらの間の空間を効果的にシールするた
めのものである。後述するように、これら表面１
４，１６，２４および３２は透明なものであり、
このシステム中に光線が入射および出射するため
の孔を形成する。

面３２は入射用孔を形成する。この面は、屈折率
1.54を有するシヤープカツトガラススコツト
GG47Sフイルタである。この面３２にコーテイ
ングを施して紫外線を反射させて過熱を防止して
いる。このコーテイングは波長λ＝390nm（即ち、
光学的厚さ）で形成する。これには、深さｄ＝
1.49倍の四分の一波長で屈折率ｎ＝1.92の第１層
が形成されている。この第１層を、屈折率ｎ＝
1.46で深さｄ＝0.5倍の四分の一波長の層を10層
と、ｎ＝2.32で深さ４＝四分の一波長の第２層
と、ｎ＝1.46で深さｄ＝0.5倍の四分の一波長の
第３層とで重畳する。これら重ねた層をｎ＝1.55
で深さｄ＝1.49倍の四分の一波長の最後の層で重
畳する。このコーテイングは赤色および緑色波長
用の非反射コーテイングの機能も有する。

予偏光ビームスプリツタ（prepolarizing
beamsplitter）３４を容器１２内に装着するの
で、これの横軸（例えば図示３４の狭幅面を横断
する方向に想定した横断軸）は面１４，１６間に
存在するようになる。これは面３２で紫外線フイ
ルタと光学的に整列配置される。この予偏光ビー
ムスプリツタ３４を、複屈折が6nm／cm以下で屈
折率ｎ＝1.62のガラスまたは光学グレード融解シ
リカで製造する。またこの予偏光器３４は7.6″×
2.6″×１／8″の寸法を有する板である。また予偏
光器（prepolarizer）３４は上側部分３６および
下側部分３８を有し、この下側部分３８が予偏光
ビームスプリツタ（第１の偏光ビームスプリツ
タ）として作動する。この上側部分３６がビーム
合成器（２ビームを単一ビームにまとめる手段）
として作動する。このビームスプリツタ３４は薄
膜コーテイングされており、これは光学的厚さλ
＝500nmとなつている。このコーテイングは、ｎ
＝2.05で深さｄ＝1.557倍の1/4波長の第１層と、
ｎ＝1.35で深さｄ＝0.994倍の1/4波長の第２層
と、更に、ｎ＝2.32、深さｄ＝1.157倍の1/4波長
の別の第１層とｎ＝1.35、ｄ＝1.988倍の1/4波長
の別の第２層とから成る一組の層を５組層にした
層と、その上にｎ＝2.32、ｄ＝1.157倍の1/4波長
の層で、その上にｎ＝1.35、ｄ＝0.994倍の1/4波
長の層で覆い、最後にｎ＝2.05、ｄ＝1.557倍の
１／４波長の層で形成されている。

このビームスプリツタ３４の横軸が入射孔３２
の面と水平となるようにこのビームスプリツタ３
４が装着されている。赤色通過フイルタ（第１の
ダイクロイツク分割器）３５を予偏光器３４と面
２８と３０との交差面との間に装着する。また緑
色通過フイルタ（第２のダイクロイツク分割器）
３７をこの予偏光器３４と、面１８と２０との交
差面との間に装着する。これら各フイルタは屈折
率ｎ＝1.62、複屈折が6nm／cm以下である光学グ
レードの融解シリカより製造される。その寸法は
2.9″×2.6″×1.8″である。赤色フイルタ３５をコ
ーテイングすることによつて赤色光を通過させる
と共に他の色光線を反射させる。このコーテイン
グは、ｎ＝2.32でｄ＝1.228倍の１／4λの第１層
と、ｎ＝1.46でｄ＝0.5倍の１／4λの別の第１層
を13層組み合せた層と、ｎ＝2.32でｄ＝１倍の
１／4λの第２層と、ｎ＝1.46でｄ＝0.5倍の１／
4λの第３層と、ｎ＝2.32でｄ＝1.228倍の１／4λ
の層を最後の層として複数層で製造される。これ
は光学的厚さλ＝492nmを有するようになる。

同様に、緑色フイルタ３７にコーテイングを施
して緑色光を通過させると共に他色光線を反射さ
せる。このコーテイングは、ｎ＝2.32でｄ＝0.85
倍の１／4λの深さを有する最初および最後の層
から成り、これら層の間に、15組の層が挟持され
ている。この各組の層には、ｎ＝2.05，ｄ＝0.5
倍の１／4λ波長の第１層と、ｎ＝1.6，ｄ＝1.0倍
の１／4λ波長の第２層と、ｎ＝2.05，ｄ＝0.5倍
の１／4λ波長の第３層とから成つている。この
一組の層の光学的厚みはλ＝640nmである。

第１ミラー４０を面２８の内側面に配置する。
このミラー４０は複屈折が6nm／cm以下の既知な
構造である。これには光学的薄膜コーテイングは
不要である。このミラー４０を屈折率ｎ＝1.62の
Schott Ｆ２ガラスで製造できる。このミラーの
寸法は4.3″×2.9″×１／8″である。

第２ミラー４２を面２０の内側面に配置する。
このミラー４２は寸法（3.7″×2.9″×１／8″）以
外の点は全て同一である。

主偏光器４４は本発明の第２偏光ビームスプリ
ツタである。この第２ビームスプリツタ４４を予
偏光ビームスプリツタ３４に対してねじつて配置
してあるので、これの横軸（例えば図示４４面を
上下に横断する方向に想定した横断軸）は面２２
と２６との間に存在して、これは予偏光ビームス
プリツタ３４の横軸と直角を成すようになる。こ
の結果、ビームスプリツタ用および色分離用プレ
ートは偏光セクシヨンにおける共通垂直面に対し
て直角を成し、主偏光器におけるすべてのプレー
トは水平面に対して垂直となる。このことによつ
て２つの利益がもたらされる。先ず第１に、この
ことによつて照明光が予偏光路３４の下方から垂
直線上に導入されるので物理的な不都合を軽減で
きるようになる。第２に偏光用ビームスプリツタ
性能を改善できるようになる。計算結果によれ
ば、ライトバルブおよび出射窓にトリムフイルタ
を設ける必要性を回避できる改善が成された。こ
のような性能の改善は以下のような事実の結果に
よるものである。即ち、最新式の偏光器によれ
ば、伝達による偏光は反射による偏光より効果的
であるとの事実によるものである。換言すれば、
この予偏光器３４によつて赤色フイルタ３５を通
つてＳ偏光された光線を反射させると共に、緑色
フイルタ３７を通つてＰ偏光された光線を透過す
る場合に、Ｐ偏光光線のいくらかが赤色フイルタ
３５へ反射されることである。90°のねじりを与
えないと共に、経済的理由により主偏光器の設計
が予偏光器３４と同じものであるために、この主
偏光器も同様にＰ偏光された緑色光線のいくらか
を赤色ライトバルブへ反射させるようになる。こ
のことによつて、光線を弱らせる赤色トリムフイ
ルタを赤色ライトバルブの前面に設けて反射され
たＰ偏光緑色光を除去する必要性が生じてしま
う。このような問題点を以下の事実によつて更に
悪化させてしまうようになる。即ち、オフ状態に
おけるＰ偏光された緑色光の緑色ライトバルブへ
の伝達によつて、このＰ偏光緑色光が主偏光器４
４へ反射されて戻つてしまうことである。この光
線の大部分が主偏光器４４を通過すると共に照明
システムへ戻るようになる。しかし乍ら、再びＰ
偏光された緑色光のいくらかが、このビームスプ
リツタ４４によつて赤色ライトバルブへ反射され
てしまう。この光が投写スクリーンに到達して像
のコントラストを低下させてしまうようになる。

主偏光器４４における90°ねじりによつてＳお
よびＰ偏光された光線の役割を交換するので、主
偏光器４４によつてＳ偏光された緑色光およびＰ
偏光された赤色光が見られる。主偏光器４４には
Ｐ偏光された緑色光が存在しないので、赤色ライ
トバルブにトリムフイルタを設ける必要がなくな
る。従つて、システム全体の効率が上がり、投写
された像が明るくなる。更に、Ｐ偏光された緑色
光がスクリーン上に投写されず、投写像はより強
いコントラストを有するようになる。

主偏光器４４をｎ＝1.62を有するSchott Ｆ２
ガラスで製造できる。主偏光器４４を、光線がこ
の偏光器４４の縦軸線に対して48°の角度で偏光
器４４に入射するように装着する。この偏光器４
４の寸法は3.4″×2.5″×１／4″である。上述した
ように、主偏光プリズム４４は予偏光ビームスプ
リツタ３４と同一の薄膜コーテイングを有するよ
うになる。

ソース（光源）７０およびコリメート光学系７
２を入射面３２と光学的に整列させて装着する。
液晶ライトバルブ７４，７６を表面１６および２
４とそれぞれ並列に装着する。陰極管７８，８０
を液晶ライトバルブ７４，７６のそれぞれに光学
的に整列させて装着する。

作動において、ソース７０によつて非偏光性光
線を放射し、これをレンズ７２で平行光線とする
と共に、UVフイルタによつて面３２でフイルタ
する。このフイルタを掛けられた平行な非偏光性
光線が予偏光ビームスプリツタ３４上に48°の角
度で入射する。Ｓ偏光された光線が赤色フイルタ
３５を透過し、ミラー４０によつて反射されて予
偏光器３４の上側部分３６へ向う。Ｐ偏光された
光線が緑色フイルタ３７を透過し、ミラー４２に
よつて反射されて予偏光ビームスプリツタ３４の
上側部分３６へ向う。予偏光ビームスプリツタ３
４によつてこれらビームを単一ビームに再合成す
ると共に、主偏光器４４へ向つて反射させる。上
述したように、主偏光器４４は予偏光器３４の横
軸に対して直角を成す横軸を有するので、入射光
線に対しての偏光状態は逆になる。予偏光器３４
の赤色出力光Ｓは主偏光器４４に関してＰ偏光赤
色となり、液晶ライトバルブ７６へ伝達されるよ
うになる。同様に、予偏光器３４を介して伝達さ
れたＰ偏光緑色光はＳ偏光緑色光として主偏光器
４４で反射されライトバルブ７４へ向うようにな
る。これらライトバルブ７４および７６によつて
従来の方法で陰極線管７８，８０によつて得られ
た書込み光線に従つて入射光の偏光状態を変調す
る。偏光変調された光線を主偏光路４４に戻し、
ここで偏光の変調が強度の変調に変わると共に、
これが投写レンズ８４へ伝達される。ここで、前
述した光学コーテイングの多くは、ニユーヨーク
のGenesee Company of Rochesterによつて薄
膜コンピユータプログラムにより設計および性能
評価されたものである。

次に、本発明の第２の実施例１０′の頂面図を
第２図に示し、斜視図を第３図に示す。この斜視
図には頂面プレート１２′および底面プレート１
４′が図示されており、第４図で示すようにこれ
らは鏡像である。これらの各々は溝１８′〜３
６′を有しており、これら溝によつて種々のガラ
ス部材を所定位置に保持している。また、これら
プレート１４′および１６′によつてポスト３８′
〜４８′を包囲し、これらポストによつて溝中に
設けたガラス部材間の空間を有効にシールする。
頂面プレートは底面プレートの鏡像であるので、
溝およびポストは整列状態となる。プレート１
４′，１６′をガラス、プラスチツク、金属または
他の適当な剛性材料で製造できる。第４図で示す
ように、各プレートは不規則な多角形形状であ
る。後述するように、このような形状となつたの
は、光学部品を精密に並置させる必要性から決め
られたものである。

容器１０′の外壁５０′をガラス、プラスチツク
または他の適当な透明材料で製造する。また容器
１０′の入射孔および出射孔が適当な透明材料で
製造されるならば、この外壁５０′を不透明材料
に出来る。この外壁５０′には複数個の平面５
２′−７２′が含まれている。また内側部材が適当
に整列されている限りにおいては、容器１０′の
外形は精密にする必要はない。上述したようにポ
ストおよび溝の機能は構成部品の整列状態を維持
するものである。

光学フイルタ７４′をポスト３８′および４０′
間の溝１８′中に装着する。このフイルタ７４′を
ガラス、プラスチツクまたは他の適当な透明材
料、例えばSchott GG495シヤープカツト黄色フ
イルタで製造する。またこのフイルタ７４′の入
射表面７６′には高効率の非反射コーテイングを
施し、これによつて紫外線を波する。また、こ
れの反対表面７８′にはコーテイングは不要であ
る。このフイルタの寸法は2.8″×2.8″×１／8″で
ある。このフイルタ７４′は、容器１０′の外側表
面５０′とほぼ平行な面内に装着されている。

予偏光ビームスプリツタ８０′をポスト４０′と
４４′との間の溝２２′中に装着する。このビーム
スプリツタ８０′を光学グレード融解シリカで製
造する。このシリカの屈折率は1.46であり、複屈
折は10nm／cm以下である。プレートの寸法は10
−１／16″×2.8″×１／8″である。コスト低減す
るならば、このプレートを半分にし、５−１／
32″の２つのセグメントにする。このプレート８
０′の入射面８２′上に５層から成る薄膜コーテイ
ングを施す。この各層のコーテイングは、第１層
と第２層とから成つており、それぞれ屈折率
（ｎ）＝1.46で深さ＝1/4波長（λ）およびｎ＝
2.32で深さ＝1/4λである。この層厚は光学的波
長でnmで表わされる。オイル媒質の屈折率ｎ＝
1.46である。本例において、通常の入射に対して
57.5または58°の配置によつてビームスプリツタ
８０′は最良のコントラストになり、小さな入射
角度で大きな寸法となる。

ミラー８６′をポスト３８′と４２′間の溝２
０′中に装着する。このミラー８６′は既知な構造
のもので、複屈折は12nm／cm以下である。ミラ
ーの寸法は5″×2.8″×１／8″である。このミラー
８６′の表面８８′を鏡面にする必要がある。また
これの表面９０′を黒化させる。

第２のミラー９２′をポスト４０′および４４′
間の溝２４′中に装着する。この第２のミラー９
２′の構造はその寸法（４−１／8″×2.8″×１／
8″）が異なるだけで他は第１ミラー８６′と同一
なものである。このミラー９２′の内側表面９
４′を反射面とし、外側表面９６′を黒化する。

赤色ダイクロイツクフイルタ１０４′をポスト
４４′と予偏光ビームスプリツタ８０′との間の溝
２８′中に装着する。この赤色フイルタ１０４′を
光学的グレード融解シリカで製造し、ｎ＝1.46で
複屈折を10nm／cm以下とする。緑色ダイクロイ
ツクフイルタ９８′の寸法は2″×2.8″×１／8″で
ある。このフイルタ９８′の前面１０６′上にコー
テイングを施し、これによつて緑色光線を有効に
通過させると共に他の色彩光線を反射させる。こ
のコーテイングには13層の薄膜層から成つてい
る。各層は第１層、第２層および第３層から成つ
ており、各層の屈折率（ｎ）と光学的厚みは以下
の通りである。

第１層：ｎ＝1.46、１／２倍の１／4λ厚、 第２層：ｎ＝2.32、 １倍の１／4λ厚、 第３層：ｎ＝1.46、１／２倍の１／4λ厚（深
さ） となつている。これら１セツトの層を更にｎ＝
2.32で深さ1.228倍の１／4λの層で挟持している。
この構造は光学的厚さλ＝496nmである。

緑色ダイクロイツクフイルタ９８′をポスト４
２′と予偏光ビームスプリツタ８０′間の溝２６′
中に装着する。この緑色フイルタ９８′はその寸
法（2″×2.8″×１／8″）が異なるだけでその他の
構造は赤色フイルタ１０４′と同一である。これ
の表面１００′を２枚の追加の層の間で挟持され
た13組の薄膜層でコーテイングし、これを２枚の
最終層で挟持する。これら13組の層の各１組の層
は、第１の層（ｎ＝1.46、深さ＝0.125λ）と、第
２の層（ｎ＝2.32、深さ＝0.25λ）と、第３の層
（ｎ＝1.46、深さ＝0.125λ）とから成つている。
これら13組の薄膜層は追加の２層によつて挟持さ
れており各々はｎ＝1.46で深さ0.84倍の１／4λを
有している。そしてこの層を最後にｎ＝2.32で深
さ0.84倍の１／4λの最終層で挟持する。全体の構
造の光学的厚さはλ＝664nmである。これらフイ
ルタ９８′および１０４′の各々には縁部が形成さ
れており、この縁部は傾斜されており、予偏光ビ
ームスプリツタ８０′、ミラー８６′および９２′
ならびにポスト４２′および４４′と近接相互接触
するようになつている。

主ビームスプリツタ１１０′をポスト４４′と４
６′との間の溝３０′中に装着する。これの縁部を
傾斜させて、予偏光ビームスプリツタ８０′とト
リムフイルタまたは後述するライトバルブ出射窓
１１２′とを近接相互接触させる。この主ビーム
スプリツタ１１０′を光学グレード等方性融解シ
リカで製造し、これのｎ＝1.46で複屈折を2nm／
cm以下とする。この主ビームスプリツタ１１０′
を、光線が57.5°の入射角となるように予偏光ビ
ームスプリツタ８０′に対して装着する。このビ
ームスプリツタ１１０′の寸法は３−３／4″×
2.8″×１／4″である。またこれには予偏光ビーム
スプリツタ８０′と同一の複層の薄膜コーテイン
グを施す。

ライトバルブ出射窓またはトリムフイルタ１１
２′および１１８′のそれぞれをポスト４２′と４
６′ならびに４６′と４８′の間の溝３２′と３４′
中に装着する。これらフイルタ１１２′，１１
８′は光学グレード融解シリカで製造し、それの
複屈折は3nm／cm以下である。これの高さは
2″で、幅は2.8″および頂部での深さは0.14″で底部
での深さは0.25″である。これらライトバルブ出
射窓１１２′，１１８′の側面を第５図に示す。表
面１１２′には緑色ダイクロイツクフイルタ９
８′のと同じ薄膜設計のコーテイングを施し、ま
た表面１２２′には赤色ダイクロイツクフイルタ
１０４′のと同じ薄膜設計のコーテイングを施し
てコスト／性能を考慮している。

投写レンズ出射窓１３２′をポスト４４′および
４８′間の溝３６′内に装着する。この窓１３２′
を複屈折が10nm／cm以下の光学グレード融解シ
リカで製造する。これの一方の表面を500〜
700nmの高効率の非反射コーテイングを施す。こ
のレンズの寸法は2″×2.8″×１／4″である。

第３図は実施例１０′の動作状態を示す。光源
１３４′およびコリメート光学系１３６′をフイル
タ７４′と光学的に整列させて装着する。液晶ラ
イトバルブ１３８′および１４０′をライトバルブ
出射窓１１２′，１１８′のそれぞれと平行に装着
する。陰極線管１４２′および１４４′をこれらラ
イトバルブ１３８′，１４０′のそれぞれと光学的
に整列させて装着する。

動作において、先ず光源１３４′から非偏光性
の白色光が放射され、これをレンズ１３６′によ
つて平行光線にして、UVフイルタ７４′によつ
て波する。このようにして波された平行な非
偏光光線がが57.5°の角度で予偏光ビームスプリ
ツタ８０′に入射される。“Ｓ”偏光された光線が
ミラー８６′へ向つて反射されると共に“Ｐ”偏
光された光線がこの予偏光ビームスプリツタ８
０′を通過してミラー９２′へ向うようになる。こ
の“Ｓ”偏光された光線がミラー８６′で反射さ
れて緑色フイルタ９８′へ向い、他方“Ｐ”偏光
された光線がミラー９２′で反射されて赤色フイ
ルタ１０４′へ向うようになる。緑色フイルタ９
８′によつて“Ｓ”偏光された緑色光を予偏光ビ
ームスプリツタ８０′へ伝達する。一方、赤色フ
イルタ１０４′によつて“Ｐ”偏光された赤色光
を予偏光ビームスプリツタ８０′へ伝達する。こ
の予偏光ビームスプリツタによつてこれらフイル
タ９８′および１０４′の出力光を再合成して単一
ビームにし、この単一ビームを主偏光ビームスプ
リツタ１１０′に57.5°の入射角で入射させる。

“Ｓ”偏光された緑色光は反射されて、液晶ラ
イトバルブ出射窓１１２′として作動する緑色ダ
イクロイツクトリムフイルタへ向けて伝達され、
他方、“Ｐ”偏光された赤色光は透過されて、第
２の液晶ライトバルブ出射窓１１８′として作動
する赤色ダイクロイツクフイルタへ伝達される。
この光は窓１１２′，１１８′を出射すると共にラ
イトバルブ１３８′，１４０′をそれぞれ照射す
る。既知の方法に従つて、これらライトバルブ１
３８′，１４０′によつて入射光線の偏光性を陰極
線管１４２′，１４４′からの書込み信号に従つて
変調する。従つて、偏光変調された光が窓１１
２′と１１８′を経て主プリズム１１０′に戻つて
来る。主プリズム１１０′によつてこれらライト
バルブからの偏光変調された光を分析して、この
偏光状態に依つて透過または反射させて投写レン
ズ出射窓１３２′へ向ける。このように合成され
たビームは投写光学系１４６′へ向う。この光学
系は投写レンズ出射窓１３２′と整列されている。

ここで、これらビームスプリツタの設計は、前
述した設計会社によつて行われている。

以上詳述したように本願発明の一実施例を開示
した。本願発明は上述実施例のみに限定されず
種々の変更を加え得ることは勿論である。例え
ば、他の設計の容器を用いることもできる。ま
た、赤色および緑色フイルタによつて波される
べき偏光成分の選択に関して、他の選択方法も採
用できる。これに加えて、他のダイクロイツクフ
イルタを利用することもできる。例えば、予偏光
ビームスプリツタ３４を単一のビームスプリツタ
にする必要はなく、この代りに２枚の別個の予偏
光ビームスプリツタとすることもできる。また上
述した実施例では屈折率ｎ＝1.622の光学的グレ
ードオイル中に浸していたが、他の屈折率のオイ
ルまたはガラスをシステムの設計に応じて選択す
ることもできる。

〔発明の効果〕

この発明では、予偏光ビームスプリツタ３８の
横断軸と主偏光ビームスプリツタ４４の横断軸と
が互いに90度の角度をなしている。この90度のね
じれをもつた主偏光ビームスプリツタ４４によつ
てＳ偏光された緑色光およびＰ偏光された赤色光
が得られる。するとＰ偏光された緑色光がなくな
るのでこの緑色光のためのトリムフイルタを赤色
ライトバルブに用いる必要がなくなる。するとこ
のフイルタによる光量の減衰がないのでシステム
全体の効率が上がり、より明るい投写像を得るこ
とができる。さらにＰ偏光された緑色光が投写像
スクリーンに行かないので投写像のコントラスト
をよりはつきりさせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明像投写器の第１実施例を線図的
に表わした斜視図、第２図は同じく第２実施例を
線図的に表わした断面図、第３図は第２実施例の
斜視図、第４図は第２実施例の頂面図、第５図は
第２実施例のライトバルブ出射窓の側面図であ
る。 １０，１０′……ライトバルブ投写器、３４，
８０′……予偏光ビームスプリツタ、４４，１１
０′……主偏光ビームスプリツタ、３５，１０
４′……赤色フイルタ、３７，９８′……緑色フイ
ルタ、７４，７６，１３８′，１４０′……ライト
バルブ、７０，１３４′……光源、７８，８０，
１４２′，１４４′……陰極線管、８４，１４６′
……投写レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源からの光を分割・予偏光して第１および
   第２偏光状態を有する第１および第２ビームを提
   供する第１偏光ビームスプリツタと、 前記第１ビームから第１の色の光を抽出する第
   １ダイクロイツク分割器と、 前記第２ビームから第２の色の光を抽出する第
   ２ダイクロイツク分割器と、 前記第１および第２ダイクロイツク分割器の出
   力を単一ビームにまとめる手段と、 前記単一ビームを分割・偏光して前記第１の色
   の光を第１の面に向けると共に前記第２の色の光
   を第２の面に向ける第２偏光ビームスプリツタと
   を備え、 前記第１および第２偏光ビームスプリツタはそ
   れぞれ横断軸を持ち、これらの横断軸が互いに90
   度の角度をなすように構成されることを特徴とす
   る像投写装置。 ２ 前記第１および第２ダイクロイツク分割器の
   出力を前記単一ビームにまとめる手段へ向ける鏡
   手段をさらに備えたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の像投写装置。 ３ 光エネルギを供給する第１の手段と、単一の
   容器とを備え、この容器が、 前記第１の手段からの光エネルギを分割・予偏
   光して第１および第２偏光状態を有する第１およ
   び第２ビームを提供する第１偏光ビームスプリツ
   タと、 前記第１ビームから第１の色の光エネルギを抽
   出する第１ダイクロイツク分割器と、 前記第２ビームから第２の色の光エネルギを抽
   出する第２ダイクロイツク分割器と、 前記第１および第２ダイクロイツク分割器の出
   力を単一ビームにまとめる手段と、 前記単一ビームを分割・偏光して前記第１の色
   の光エネルギを第１のライトバルブに向けると共
   に前記第２の色の光エネルギを第２のライトバル
   ブに向け、かつ前記第１および第２のライトバル
   ブからの光エネルギを投写手段に向ける第２偏光
   ビームスプリツタとを備えたものにおいて、 前記第１および第２偏光ビームスプリツタはそ
   れぞれ横断軸を持ち、これらの横断軸が互いに90
   度の角度をなすように構成されることを特徴とす
   る像投写装置。 ４ 前記第１および第２偏光ビームスプリツタ、
   前記第１および第２ダイクロイツク分割器および
   前記単一ビームにまとめる手段がオイルを介して
   結合されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項に記載の像投写装置。 ５ 液晶でできた前記第１および第２のライトバ
   ルブそれぞれへ入力像を提供する第１および第２
   陰極線管をさらに備えたことを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載の像投写装置。 ６ 前記第１および第２偏光ビームスプリツタ、
   前記第１および第２ダイクロイツク分割器および
   前記単一ビームにまとめる手段がオイルを介して
   結合されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項に記載の像投写装置。 ７ 前記第１および第２ダイクロイツク分割器の
   出力を前記単一ビームにまとめる手段へ向ける鏡
   手段をさらに備えたことを特徴とする特許請求の
   範囲第３項に記載の像投写装置。 ８ 光エネルギを供給する手段と、第１および第
   ２液晶ライトバルブと、これら第１および第２液
   晶ライトバルブそれぞれに併用される第１および
   第２陰極線管と、投写手段とを具備し、 入力開孔を提供する第１面と偏光エネルギ用出
   力開孔および変調光エネルギ用入力開孔を提供す
   る第２および第３面と出力開孔を提供する第４面
   とを持ち、液体を収納できるものであつて、互い
   に繋がつた多面体を形成する容器と、 前記容器内に装着され、前記光エネルギ供給手
   段からの光エネルギを分割・予偏光して第１およ
   び第２偏光状態を有する第１および第２ビームを
   提供する予偏光ビームスプリツタと、 前記容器内に装着されるものであつて、前記第
   １ビームから第１の色の光エネルギを抽出する第
   １ダイクロイツク分割器および前記第２ビームか
   ら第２の色の光エネルギを抽出する第２ダイクロ
   イツク分割器と、 前記容器内に装着され、前記第１および第２ダ
   イクロイツク分割器の出力を単一ビームにまとめ
   る手段と、 前記容器内に装着され、第１の色および偏光を
   伴う光を前記第１液晶ライトバルブへ前記第２面
   の開孔を通して向けると共に第２の色および偏光
   を伴う光を前記第２液晶ライトバルブへ前記第３
   面の開孔を通して向け、かつ輝度変調された光エ
   ネルギを前記投写手段へ前記第４面の開孔を通し
   て向ける主偏光ビームスプリツタとを備えたもの
   において、 前記予偏光および主偏光ビームスプリツタはそ
   れぞれ横断軸を持ち、これらの横断軸が互いに90
   度の角度をなすように構成されることを特徴とす
   る像投写装置。 ９ 前記予偏光および主偏光ビームスプリツタが
   実質上同じもので構成されることを特徴とする特
   許請求の範囲第８項に記載の像投写装置。 １０ 光源からの光を分割・偏光してＳおよびＰ
   偏光状態を有する第１および第２ビームを提供す
   る第１偏光ビームスプリツタと、 前記第１ビームから赤の光を実質的に抽出する
   第１ダイクロイツク分割器と、 前記第２ビームから緑の光を実質的に抽出する
   第２ダイクロイツク分割器と、 前記第１および第２ダイクロイツク分割器の出
   力を単一ビームにまとめる手段と、 前記単一ビームを偏光して前記赤の光を第１の
   面に向けると共に前記緑の光を第２の面に向ける
   第２偏光ビームスプリツタとを備え、 前記第１および第２偏光ビームスプリツタはそ
   れぞれ横断軸を持ち、これらの横断軸が互いに90
   度の角度をなすように構成されることを特徴とす
   る像投写装置。 １１ 前記第１および第２偏光ビームスプリツ
   タ、前記第１および第２ダイクロイツク分割器お
   よび前記単一ビームにまとめる手段がオイルを介
   して結合されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１０項に記載の像投写装置。 １２ 前記第１および第２ダイクロイツク分割器
   の出力を前記単一ビームにまとめる手段へ向ける
   鏡手段をさらに備えたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１０項に記載の像投写装置。 １３ 前記予偏光および主偏光ビームスプリツタ
   が実質上同じもので構成されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１０項に記載の像投写装置。